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为“龙芯”说“不”叫好

作者:www.linkwan.com 林和安

发表于《中无通讯》 2006年第38期

我会,中华业余无线电研究会,简称“中无”,由1949年成立至今己有57年历史。笔者于1971年入会,作为“中无”老会员,秉承我会宗旨,在本会举办的技术进修学习班中参加学习及积极参加会务活动,当时任职德律风根电视工程部,常就TV PAL技术与会员交流,同时也见证了香港电子工业神速发展的历程。

    

笔者保存的会员证             本会佐敦上海街会所外景

当时由于对电子技术人员需求大,学习班的人数不断增加,在祖国及爱国企业支持下,本会购置现时佐敦上海街会所为永久基地。我会老师、同学都有着强烈爱国爱会精神,透过无线电技术的学习、交流团结在一起,是一爱国中坚团体。

一、“龙芯” — 中国“芯”

某天香港PC weekly 计算机杂志编辑Alan杨来电话交流计算机技术,谈到中国生产的CPU“龙芯”时,Alan杨希望我能提供数据在PC weekly计算机杂志上进行相关介绍。刚巧半小时后看亚视本港台播映的《霍元甲》上演陈真不畏强暴,与日本人的比武,奋力维护民族尊严之场景,顿时心潮澎湃,以香港电子工作者身份,谈谈自己对“龙芯”的看法,从技术、经济、政治角度与会友一起交流、分享心得。

中国“龙芯”是自己设计的,但“龙芯”产业化的过程中,只要和别人的兼容,必然会陷入国外设置的知识产权陷阱。Intel等老牌CPU厂家由于进入市场早,已经申请和获得大量专利,要想绕开这些专利非常难。更重要的是,Intel对市场的垄断已使其成为市场上的标准制定者,基于Intel的X86架构的个人计算机市场CPU,很容易陷入Intel设置的知识产权陷阱。所以专家们认为:“龙芯”应主要发展行业领域的服务器应用,比如银行、电信等,另外因为以“龙芯”为基础的曙光“龙腾”服务器基于RISC架构,是另外一个标准,不会陷入Intel的知识产权陷阱。

二、“龙芯” 也要对Intel说“不”了

众所周知,CPU是决定计算机性能的核心部件,也是整个系统的核心,其负责整个系统指令的执行、数学与逻辑的运算;数据的存储与传送;以及对内对外输入/输出的控制。而在这个计算机核心部件市场领域里,人们最为熟悉的两个品牌无疑是Intel和AMD,他们在处理器市场的强势地位似乎无人能撼动。在CPU技术上,我们跟国外厂商有着较大的差距,缺乏具有自主知识产权的CPU芯片,是我国计算机产业的一大“芯”病,也是我们这些电子工作者胸口永远的痛。

过去,代表着国际IT顶尖技术的CPU芯片一直被Intel等国外巨头所垄断,中国企业及消费者为之付出了巨额版权费。在神州龙芯公司先后推出了“龙芯1号”、“龙芯2号”,打破了中国无“芯”的历史。“龙芯”的诞生被业内人士誉为民族科技产业化道路上的一个里程碑。商品化的“龙芯”1号CPU的研制成功标志着我国已打破国外垄断,初步掌握了当代CPU设计的关键技术,为改变我国信息产业“无芯”的局面迈出了重要的步伐,对我国形成有自主知识产权的计算机产业有重要的推动作用,对中国的CPU核心技术、国家安全、经济发展都有举足轻重的作用。我们有信心:“龙芯” 对Intel说“不”的日子不会太远了!

三、从技术看“龙芯”

1、“龙芯1号”横空出世

2002年9月28日,中国第一颗通用式处理器芯片—“龙芯1号”发布,结束了我国在计算机关键技术领域的“无芯”历史。“龙芯1号”是一款32位微处理器,采用0.18微米工艺,CMOS工艺制造,包含近400万个晶体管,具有良好的低功耗特性,平均功耗0.4瓦,最大功耗不超过1瓦,主频最高可达266MHz。“龙芯一号”处理器是一款既兼顾通用又有嵌入式CPU特点的新一代32位处理器,拥有32位MIPS指令系统,并采用一套简单高效的动态流水线,支持乱序执行和精确中断处理,可以在大量的嵌入式应用领域中使用。但从技术和应用的角度来看,“龙芯一号”与主流CPU产品还有着很大的差距,仅相当于中端Pentium 2的水平。

2、“龙芯2号” 性能大幅提升

2005年4月26日面世的“龙芯2号”是国内首款64位高性能通用CPU芯片。“龙芯2号”仍采用0.18微米 CMOS工艺制造,最高频率可达到500MHz,功耗3~5W,支援64位Linux操作系统和X-window窗口系统,SPEC CPU2000分值可达到300分以上,是“龙芯一号”实测性能的10到15倍,完全可以媲美Intel Pentium 3,超过1.3GHz的威盛处理器的2至3倍。龙芯2号的主要应用目标是Linux桌面网络终端、低端服务器、网络防火墙、路由器交换机、多媒体网络终端机、无盘工作站等。最近研制的龙芯二号增强型CPU,性能已经达到中低档“奔四”水平。最新龙芯2号——龙芯2E(Godsun-2E)已经开始最后的测试工作,运行主频为1GHz,性能已经达到了2GHz奔四处理器的水平。

3、“龙芯3号” 正在预研

虽然“龙芯2号”正火热推广,但“龙芯3号”也正在预研。据悉“龙芯3号”将是一款多核处理器,至少也是一款四核的产品,并增加专门服务于Java程序的协处理器,以提高Linux环境下Java程序的执行效率,指令缓存追踪技术等。“龙芯3号”最终将实现对内峰值每秒500-1000亿次的计算速度。

四、从经济看“龙芯”

1、“龙芯”的市场前景

进口一颗服务器用的CPU芯片(至强MP)价格高达几万元,占服务器成本的70%以上,据统计,光进口芯片国外大公司每年就能从中国赚走一百多亿美元。如果“龙芯”可以替代,市场前景不可限量。

为了促使“龙芯”能尽快得到整机制造企业和系统设计企业的应用,使其顺利进入产业链,促进产业化,国内MII-MS嵌入式软件实验室为“龙芯二号”CPU开发面向Windows CE.Net 5.0的BSP软件支持包,使“龙芯”能支持微软公司的Windows CE这一业界主流的嵌入式操作系统。“龙芯2号”计算机目前已亮相国际市场,基于Linux,含40GB硬盘、256MB内存,具有上网、收发邮件、办公文本处理、音视频播放等基本功能,相当于1GHz的奔3台式机,售价仅150美元。但仅仅只有低价是不够的。CPU的产业链非常长,并不是说做出了一个产品马上就可以形成一个产业,就能够大量的卖出去。它需要操作系统、应用软件、硬件设计的配合。产业化的主要手段就是建立产业联盟,目前在北京有龙芯公司,在重庆、江苏、广东等地都有“龙芯“的基地。“龙芯”的应用不仅仅限于计算机,对国防工业,网络服务器、路由器、游戏机,特别在中国广大的数字家电产品市场,会有更光明的前景。

五、从政治看“龙芯”

“龙芯”最为的独特优势,不是性能,也不是价格,而是它的安全性。军队、政府、国有企业和科研机构等部门使用的信息技术设备,直接关系到国家信息网络的安全。采用“龙芯”CPU,将有助于消除我国在电子政务、国防等方面的安全困惑,改变在信息安全领域的被动状态。CPU是各类电子系统的核心。因为缺乏自主的CPU技术,也直接或间接导致我们很多产业中的许多技术和产品要依靠进口。如果不掌握核心技术,我们的武器装备和核心装备,我们的国家安全也将受到严重的威胁,因此国家将微处理器列为重要的发展方向。

目前一个普通的芯片一般要由三百万到四百万个晶体管构成,这样每个晶体管具体起什么作用,有什么实际功能都难以查清楚、说明白,所以芯片就有可能存在“后门”。某些国外大公司的芯片在出口之前,都会把一个特别的口令留给该国国防部,这样两国交战的时候,一个口令就可能将敌国的相关系统置于瘫痪。有人认为中国不可能做出高性能CPU,所谓不可能是因为我们没有去做,“龙芯”已经证明这一点。目前CPU发展到一个难得的转折期,由于物理极限和功耗的限制,像Intel一些公司,也在苦苦寻求新的突破,这是我们的大好机会。由于主频做不过国外大公司,“龙芯”设计选择了在结构上的创新和突破,通过结构的优化、并行编译和软硬件的协同来提升程序运行速度,弥补主频的劣势。

六、结语

中国工程院院士、联想汉卡发明人倪光南指出:IT核心技术的掌握关系到国家的信息安全,因此,IT核心技术中国非做不可。一位网友在搜狐博客网上这样写到:很希望看到中国自己的CPU,不管它的性能怎样,只要它上市,我就会买。身为开发人员,深深地能够理解作为中国的开发人员所担负的历史责任。既然没有机会加入到CPU的开发中,那就在他们辛勤工作的时候默默支持吧!多么朴实的言语,但展现的却是国人高昂的爱国激情!

“龙芯”的问世不仅仅在于中国自主研发出了自己的CPU产品,其更深层次的意义在于它穿透了困扰在中国科技人员心中的一团迷雾,凭借着自身的技术研发实力,中国同样可以自己研发生产出被国外垄断的产品。目前有不少年轻人,对国货表现出一贯的不信任,尤其数码产品等。诚然,我们的电子科技水平与先进国家有较大差距,但有压力, 我们就有动力。我们更应该学习先进电子科技技术,加入“龙芯”行列!落后就要不断学习,迎头赶上。日本人就很善于引进外国技术,然后学习、模仿、创新,中国人同样也有这种精神。

中国既然可以在艰难条件下研发两弹一星,在航天领域与美国、欧洲并肩前进,那么在芯片研制领域也一定可以做到! “龙芯”是我们自己的孩子,我们要用心去爱护他。虽然他现在还不如Intel,但至少目前还没有几个国家能够生产出这种暂时不如Intel的东西!这就是我们的骄傲!回想霍元甲时代,作为香港特区一位电子工作者,笔者再次感慨万千。我们是龙的传人,不是东亚病夫!我们坚信“龙芯”的成功是必然的!我们期待着“龙芯”带给我们更多、更大的惊喜!

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